一种浅层地温能能源管理系统及其实现方法_3

文档序号:9807738阅读:来源:国知局
保在满足当前负荷下,系统运行效率最高,能耗最低。 [004引 (2)主要监控内容_

(3)主要控制内容 根据供回水溫度及流量计算实际末端负荷,结合热累机组装机容量,控制热累机组启 停和运行台数。
[0049] 优先启动运行时间少的热累机组,平衡热累机组运行时间。
[0050] 根据供回水溫度、压力,调节变频器运行频率,保持末端系统供回水压力的稳定。 [0051 ]根据供回水溫度及流量计算景观水系统运行周期及时间。
[0052] 建设±壤热平衡监测与分析系统,解决±壤热平衡问题,保证系统的长期安全稳 定、长期可持续运行。
[0053] 提供相应功率和后备时间的在线不间断电源(UPS)给控制系统做备用电源,当主 电源中断时,可至少维持60分钟的操作。
[0化4] (4)主要实现功能 机房节能控制系统 a)地源热累机房的集中控制平台提供:设备运行监测、运行指令输入、自动运行控制、 系统信息管理、报警管理和数据管理等功能。
[0055] b)节能控制平台选用组态王软件的组态平台,具有良好的人机界面,具备可实现 系统长期稳定运行的有效保障。
[0056] 机房能效管理系统 a) 保障地源热累机房长效节能运行的数据分析与运管策略平台,应能提供: b) 设备运行数据存储、运行数据分析功能; C)机房总输入功率、总输出功率、系统综合能效的实时计算与显示;并具备智能的能效 分析功能; d) 具有控制策略的优化和智能选择功能; e) 要实现对地源热累的综合能效的自动、实时计算,并根据不同控制方式所产生的不 同综合能效,合理选择高能效控制方式,指导系统高能效运行。
[0057] f)具备地溫场溫层监测数据的存储、查询功能,并执行不同时间区段±壤源的热 平衡数据分析功能; g)具备对报警事件的自动处理能力,报警信号将在5秒钟W内出现在中央工作站的显 示器或其它报警设备上,并具有语言提示功能; 系统应具备对现场运管、关键部位监测维护提供辅助性判断、提示手段的功能。
[005引巧)控制系统"软启动"方式 在热累机组开机的时候,由于系统冷冻水溫度远远大于设定溫度,热累机组会错误的 判断出空调系统内有一个巨大的冷负荷的需要,从而导致多台热累机组将迅速加载至100% 的工况。在热累机组启动后由于实际冷负荷小于多台机组的制冷量,冷冻水溫度将迅速下 降,导致热累机组判断冷负荷的迅速减小而停机。如此频繁的启动/停止和大幅度工况变化 将会降低热累机组的使用寿命。为了避免该现象的发生,控制系统应具备"软启动"方式,即 在系统启动时,通过限定热累机组运行电流来减缓机组加载/减载的速度,使机组的运行电 流曲线更加"平滑",同时根据复合预测,预判断开机台数,并给予系统预制冷(热)的时间, 从而避免台数频繁切换,延长机组使用寿命。
[0059] 另外,所述节能控制单元进一步包括: 加载机组控制子单元,用于根据预先设定的条件来判定下一台热累机组是否启动,具 体来说,当同时满足下述Ξ个条件时,下一台热累机才启动: 条件一:冷冻水出水溫度〉冷冻水溫度设定+波动范围; 条件二:已经运行的热累机组的运行电流>95%; 条件Ξ:同时满足条件一和条件二的保持时间〉加载延时时间。
[0060] 所述节能控制单元进一步还可W包括: 减载机组控制子单元,用于根据预先设定的条件来判定是否对热累机组进行减载,具 体来说,当同时满足下述两个条件时,才对热累机组进行减载: 条件四:冷冻水进/出水溫差< 减载溫差; 条件五:条件四的满足情况保持时间〉减载延时时间。
[0061 ] 其中,减载溫差=(DDTX(CCE-CTS)/TCC)-STD;DDT为冷冻水设计溫差,CTS为减 载冷量,CCE为运行总冷量,STD为加载溫度波动范围,TCC为设计总冷量。
[0062] 综上所述,机组的群控绝不是根据供回水溫差W及流量进行单一因素的控制,一 定要根据机组的运行参数、机组的COP(能效状况),无论是空调侧还是负荷侧均是变流量控 审IJ,给控制增加了难度,所W,一定是多参数的控制。
[0063] 为了保护冷源设备,延长设备的使用寿命,因此需要累计每台设备的运行时间,使 同类设备进行交替运行,并在发生故障时自动切换。在冷水系统中有某一设备发生故障时, 系统立即发出报警到终端,同时锁定该设备W防再次启动。在运同时自动启动另一个可得 到的备用设备或一组可得到的设备。当故障故障排除后,设备需要重新加入自控行列时,必 须在终端手动复位相应的锁定点,运样才能使锁定的设备再次进入自控行列,W防止设备 未经确认的突然动作。
[0064] 冷冻水、冷却水流量的改变对热累机组安全性的影响是不不能忽视的。水作为传 热和换热的介质,适当的水流量是热累机组可靠工作的必要保障。近十年来,随着热累机组 及其控制技术的不断进步,不仅可W在大范围内调节机组的制冷量的输出,而且允许冷冻 水量在较大范围变化运行,保证出水溫度的稳定,而对机组的效率及能耗影响不大,使得在 负荷变化时,热累机组的冷源侧流量跟随负荷侧流量的变化而变化成为了可能。
[0065] (1)热累机组的流量变化范围与流量变化率 热累机组与流量相关的性能指标有两项:一是允许的流量变化范围,二是允许的流量 变化率。机组允许的流量变化范围越大,越有利于冷冻水流量的调节;机组允许的流量变化 率越大,则热累机组变流量时出水溫度波动越小。螺杆机的冷冻水流量范围45%-120%,先进 的热累机组,允许每分钟最大流量变化变化率10%-30%,对于最大流量变化率为每分钟为 30%的热累机组,其流量从零增大到100%或从100%减小到零时,大约需要2min,,对于最大 流量变化率为每分钟为10%的热累机组,其流量从零增大到100%或从100%减小到零时,大约 需要6min,而一般的热累机组最大流量变化率为每分钟为2%,则需要30min。
[0066] (2)蒸发器低流量的保护 适当的冷冻水流量值,可w避免蒸发器因水流量过低而发生喘振或结冰。
[0067] 由于热累机组允许的范围不可能从0-100%,因此,当负荷侧的流量低于热累机组 的最低允许流量时,要通过水系统干管上安装的流量计或蒸发器两端安装的压差变送器, 测得水系统的流量或压差,利用旁通调节阀,使旁通流量等于或大于热累机组允许的最小 流量。
[0068] 另一方面,冷冻水的流量调节过程中,还应注意每分钟流量降低的变化率不宜大 于5%。如果冷冻水流量降低变化率过大,水流量过小,制冷剂流量来不及相应减少,很可能 造成冷冻水溫急剧下降,其溫度可能会低于〇°C,使蒸发器铜管冻裂。
[0069] 可见,虽然随着热累机组及自控技术的发展,突破了热累机组定流量的设计理念, 但冷冻水流量变化的范围不是无限制的,它同样有个下限值,另一方面,水流量变化速率也 有一定限制,冷冻水流量的调节速度不应过快。只有运样才能稳定、安全运行。
[0070] (3)蒸发器出水低溫保护 热累机组运行过程中,若冷冻水量骤然减少,可能引起蒸发器水溫波动或降低,若热累 机组未能及时卸载,蒸发器内冷冻水溫度可能降至冰点,导致蒸发器换热管结冰损坏。
[0071 ]首先,控制系统要防止冷冻水流量低于安全流量,其次,增加水溫监测。当检测到 水溫低于设定溫度,自动增加冷冻水流量。
[0072] 当热累机组从运行状态停机时,根据蒸发器结构、冷冻水最小流速极限和防冻结 构溫度设定值,设计防结冻延时停机保护程序,使冷冻水累延迟运行一段时间再停机,即当 冷冻水出水溫度高于防冻结溫度设定值W后,才能停止冷冻水累的运行,让冷冻水带走蒸 发器中残余冷量,防止残余冷量冻坏换热管。
[0073] (4)冷凝器低流量的保护 对于冷凝器来讲最大流量变化率为每分钟为30%,适当的冷却水流量可W保证热累机 组制冷系统在较好的状态,保证机组的工作效率。当水流量过低时,不仅冷凝压力会升高, 制冷量下降,严重时,可能导致压缩机的故障。
[0074] 冷却水累的控制要注意,冷却水流量报警时,控制系统自动提高水流量,或再开启 一台水累。根据热累机组允许的最小流量整定冷却水累的最低转速,W保障在变流量运行 时,冷却水流量不会低于热累机组所要求的安全流量。
[0075] 巧)冷凝器出水溫度保护 冷却水溫度过高或过低对热累机组运行都是不利的,因而,冷却水变流量运行时,必须 增加对冷却水溫度限值保护功能。W避免热累机组发生喘振或不能正常工作。热累机组运 行工程中,若冷却水流量急剧减小至安全流量W下,可能引起冷凝器出水溫度升高,导致冷 凝器压力过高,制冷效率下降,发生喘振现象,在冷凝器出水管上加水溫监测,进行必要保 护。当检测到出水溫度高于设定的溫度,自动增大流量,使冷凝器出水溫度降低。
[0076] 当热累机组从运行状态停机时,冷却水累应延时一段时间再停机,让冷却水带走 冷凝器中残余的热量,W防止余热损坏冷凝器。
[0077] 另外,为了平衡各台热累机组的运行时间,延长机组使用寿命,需定期改变机组的 运行序列。机组有Ξ种序列类型分别是:基本机组;峰值机组;调节机组。
[0078] 基本机组在运行序列中是第一个启动最后一个停机;峰值机组在运行序列中是最 后一个启动第一个停机;调节机组在运行序列中介于基本机组和峰值机组之间,用于补偿 峰值机组和基本机组制冷量之间的空白。
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